CN106769604B - 3d打印混凝土材料塑性堆积高度测试模具及方法 - Google Patents

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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid

Abstract

本发明公开了一种3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试模具，包括上端开口的模具本体和与所述模具本体的上端开口匹配的压板，所述模具本体的侧壁上设有使所述模具本体侧壁形成流出口的抽插板，且所述压板上设有托盘。本发明还公开了一种3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试方法。本发明的3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试方法，可以快捷、简单、准确的测试出3D打印混凝土材料在塑性条件下的堆积高度，为评价3D打印材料的性能提供基础；通过本方法对3D打印混凝土材料的塑性堆积高度的测定，可为3D打印混凝土材料开发提供一种有效的方法，可减少每次需要使用3D打印机来检验混凝土材料堆积高度的繁琐过程。

Description

3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试模具及方法
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，具体的为一种3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试方法。
背景技术
3D打印是一种先进的数字化制造方式，又称“增材制造”，与传统的制造方法不同，这项技术只需要在计算机中将三维模型经过一系列算法和软件处理，就可以直接以逐层累积材料的方式制造出实体，无需原胚和模具，简化了产品的制造程序，节约了人力，提高了生产效率。
由于3D打印技术采用无模板施工工艺，混凝土材料具有触变性，凝结硬化需要一定的时间，在打印过程中混凝土材料一次性堆积高度有限，并且不同材料配比具有的堆积高度不同，在材料试验过程中如果每次都需要使用3D打印机进行堆积高度的测试十分繁琐，费时费力。而目前缺乏一种能够快速、简单、准确的方法代替使用3D打印机测试材料可堆积高度的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试模具及方法，能够简单、快捷、准确地评价混凝土材料的堆积性能，可为3D打印建筑的发展提供良好的技术基础。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明首先提出了一种3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试模具，包括上端开口的模具本体和与所述模具本体的上端开口匹配的压板，所述模具本体的侧壁上设有使所述模具本体侧壁形成流出口的抽插板，且所述压板上设有托盘。
进一步，所述模具本体呈长方体形，且所述模具本体包括底板和安装在所述底板上并围成一周的四块侧板，四块所述侧板上，其中三块侧板与所述底板固定连接，另一块所述侧板为所述抽插板并与与其相邻的两块所述侧板之间形成抽插结构。
进一步，所述底板和所有侧板均采用铁板或铝合金板。
进一步，所述模具本体的长宽高分别为200mm、20mm和20mm。
本发明还提出了一种3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试方法，包括如下步骤：
1）利用疏水型脱模剂均匀涂抹如权利要求1-4任一项所述的模具的内表面后，称重W1；
2）将搅拌完成的混凝土材料填入模具中并捣实，并刮平混凝土材料的上表面后，称重W2；
3）称量压板的重量W3，并测量压板的面积S；
4）强压板轻放在经步骤2）刮平的混凝土材料的上表面上，并抽出所述抽插板；
5）在所述托盘内逐次添加砝码，每次添加砝码后保持设定时间间隔，直至流出口处有混凝土材料明显流出，记录砝码的重量W4；
6）收集流出的混凝土材料，并称重W5；
7）计算3D打印混凝土流出率：X=W5/（W2-W1）*100%，若X≤5%，则结果有效，若X＞5%，则重复步骤1）至步骤6），直至X≤5%结束；
8）测量混凝土材料容重ρ；
9）计算3D打印混凝土材料塑性受压承受能力P=（W4+W3）/S；
10）计算3D打印混凝土材料塑性堆积高度H=P/ρ=（W3+W4）/ρS。
本发明的有益效果在于：
本发明的3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试方法，可以快捷、简单、准确的测试出3D打印混凝土材料在塑性条件下的堆积高度，为评价3D打印材料的性能提供基础；通过本方法对3D打印混凝土材料的塑性堆积高度的测定，可为3D打印混凝土材料开发提供一种有效的方法，可减少每次需要使用3D打印机来检验混凝土材料堆积高度的繁琐过程。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试模具实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试模具实施例的结构示意图。本实施例的3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试模具，包括上端开口的模具本体和与模具本体的上端开口匹配的压板1，所述模具本体的侧壁上设有使所述模具本体侧壁形成流出口的抽插板2，且所述压板1上设有托盘3。
本实施例的模具本体呈长方体形，且所述模具本体包括底板4和安装在所述底板4上并围成一周的四块侧板，四块所述侧板上，其中三块侧板5与所述底板4固定连接，另一块所述侧板为所述抽插板2并与与其相邻的两块所述侧板5之间形成抽插结构。底板和所有侧板均采用铁板或铝合金板。具体的，本实施例的底板和所有侧板均采用铝合金板，模具本体的长宽高分别为200mm、20mm和20mm。
本实施例的3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试方法，包括如下步骤：
1）利用疏水型脱模剂均匀涂抹如上所述的模具的内表面后，称重W1，称重精确到0.1g；
2）将搅拌完成的混凝土材料填入模具中并捣实，并刮平混凝土材料的上表面后，称重W2，称重精确到0.1g；
3）称量压板的重量W3，精确到0.1g，并测量压板的面积S，精确到0.1mm2；
4）强压板1轻放在经步骤2）刮平的混凝土材料的上表面上，并抽出所述抽插板2；
5）在所述托盘3内逐次添加砝码，每次添加砝码后保持设定时间间隔，直至流出口处有混凝土材料明显流出，记录砝码的重量W4，精确到1g；
6）收集流出的混凝土材料，并称重W5，精确到0.1g；
7）计算3D打印混凝土流出率：X=W5/（W2-W1）*100%，若X≤5%，则结果有效，若X＞5%，则重复步骤1）至步骤6），直至X≤5%结束；
8）测量混凝土材料容重ρ；
9）计算3D打印混凝土材料塑性受压承受能力P=（W4+W3）/S；
10）计算3D打印混凝土材料塑性堆积高度H=P/ρ=（W3+W4）/ρS。
采用本实施例3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试方法测量得到的不同配合比3D打印混凝土材料的塑性堆积高度的结果如表1所示。
表1 不同配合比3D打印混凝土材料的塑性堆积高度
编号 材料容重（g/L） W3（g） W4（g） 塑性堆积高度（m）
1 1890 54.5 81.6 0.18
2 1920 54.5 145.2 0.26
3 1905 54.5 181.7 0.31
4 1915 54.5 320.8 0.49
5 1900 54.5 378.7 0.57
由表1可以看出，采用本实施例3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试方法可以有效地测试不同配合比3D打印混凝土材料的塑性堆积高度，通过本实施例的方法可以快捷、简单、准确的测试出3D打印混凝土材料在塑性条件下的堆积高度，为评价3D打印材料的性能提供基础；通过本实施例的方法对3D打印混凝土材料塑性堆积高度的测定，为3D打印混凝土材料开发、改进提供一种有效的方法，可减少每次需要使用3D打印机来检验混凝土材料堆积高度的繁琐过程。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (1)

1.一种3D打印混凝土材料塑性堆积高度测试方法，其特征在于：包含测试用模具及一系列步骤；所述模具包括上端开口的模具本体和与所述模具本体的上端开口匹配的压板，所述模具本体的侧壁上设有使所述模具本体侧壁形成流出口的抽插板，且所述压板上设有托盘；所述模具本体呈长方体形，且所述模具本体包括底板和安装在所述底板上并围成一周的四块侧板，四块所述侧板上，其中三块侧板与所述底板固定连接，另一块所述侧板为所述抽插板并与与其相邻的两块所述侧板之间形成抽插结构；所述底板和所有侧板均采用铁板或铝合金板；所述模具本体的长宽高分别为200mm、20mm和20mm； 所述步骤如下：
1）利用疏水型脱模剂均匀涂抹模具的内表面后，称重W1；
2）将搅拌完成的混凝土材料填入模具中并捣实，并刮平混凝土材料的上表面后，称重W2；
3）称量压板的重量W3，并测量压板的面积S；
4）将压板轻放在经步骤2）刮平的混凝土材料的上表面上，并抽出所述抽插板；
5）在所述托盘内逐次添加砝码，每次添加砝码后保持设定时间间隔，直至流出口处有混凝土材料明显流出，记录砝码的重量W4；
6）收集流出的混凝土材料，并称重W5；
7）计算3D打印混凝土流出率：X=W5/（W2-W1）*100%，若X≤5%，则结果有效，若X＞5%，则重复步骤1）至步骤6），直至X≤5%结束；
8）测量混凝土材料容重ρ；
9）计算3D打印混凝土材料塑性受压承受能力P=（W4+W3）/S；
10）计算3D打印混凝土材料塑性堆积高度H=P/ρ=（W3+W4）/ρS。
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